FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 1

KALOR ( PANAS )

- Kalor adalah bentuk energi yang dapat berpindah dari dari benda yang suhunya lebih tinggi ke

benda yang suhunya lebih rendah.

- Kalor dapat menaikkan suhu suatu benda dan juga dapat mengubah wujud suatu benda.

SATUAN KALOR

- Satuan kalor dalam SI atau dalam MKS adalah Joule

- Satuan kalor yang lain :

- erg

- kalori

- British Thermal Unit ( BTU )

CATATAN

1 Joule = 10 7 erg

1 Joule = 0,24 kalori

1 Kalori = 4,2 Joule

1 k kal = 103 kalori = 1000 kalori

Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air murni

sebesar 10 C ( tepatnya dari suhu 14,5

0C menjadi 15,5

0 C ).

-Kalor sering dilambangkan dengan Q

KAPASITAS KALOR

- Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda 10 C

- Kapasitas kalor suatu benda juga dapat dikatakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaik-

kan suhu benda tersebut sebesar satu satuan suhu.

- Kapasitas kalor juga dapat dinyatakan sebagai perbandingan antara banyaknya kalor dengan

kenaikan suhu.

- Kapasitas kalor sering dilambangkan dengan H

- Kapasitas kalor sering dinyatakan dengan persamaan :

KETERANGAN

H = Kapasitas kalor

Q = Banyaknya kalor

∆ t = kenaikan suhu

SATUAN KAPASITAS KALOR

satuanH = tsatuan

satuanQ

∆

= Joule atau Joule

0C

0 K

Soal

a. 2 Joule / 0 C = ……………. Joule /

0 K

b. 5 Joule / 0 C = …………….. erg /

0 C

c. 4 kalori / 0 C = ……………. Joule /

0 C

d. 10 k kal / 0 C = ……………. Joule /

0 K

Soal

Untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 500 C dibutuhkan kalor sebanyak 100 joule.

Tentukanlah kapasitas kalornya.

KALOR JENIS

- Kalor jenis suatu benda adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda

yang massanya satu satuan massa sebesar 10C atau sebesar 1

0 K

H = t

Q

∆

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 2

- Kalor jenis suatu benda sering dinyatakan dalam persamaan

KETERANGAN

C = Kalor jenis

Q = Banyaknya kalor

t∆ = kenaikan suhu

SATUAN KALOR JENIS

Satuan c = ttuansatuanmxsa

satuanQ

∆

= �����

���

CATATAN

Dari sebuah rumus dapat diturunkan rumus yang lain.

Contoh

1. tm

Qc

∆=

2. H = t

Q

∆

3. c = tm

Q

∆

c = tm

tH

∆

∆

c = m

H

- KALORI METER adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor jenis suatu benda

- Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda dapat dinyatakan dengan

rumus :

Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda :

- sebanding ( berbanding lurus ) dengan massa benda.

Artinya semakin besar massa benda, maka semakin banyak kalor yang dibutuhkan.

- sebanding dengan jenis benda

Artinya semakin besar kalor jenis benda , makamsemakin besar

kalor yang dibutuhkan.

- sebanding dengan kenaikan suhu.

Artinya semakin besar kenaikan suhu, maka semakin besar kalor yang dibutuhkan

c = tm

Q

∆

Q = m c ∆ t

Q = H ∆ t

H = c m

Q = m c ∆ t

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 3

Soal 1. Berapa kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 0,5 kg air dari suhu 10

0C menjadi 30

0C

Jika kalor jenis air 1 k kal / kg0C.

2. Berapa kalor yang dilepaskan oleh minyak tanah, jika suhunya turun dari 900C menjadi

200C. Sedangkan massa minyak tanah 5 kg dan kalor jenis minyak tanah 2200 J / kg

0C.

ASAS BLACK

Ungkapan ini juga disebut dengan hukum kekekalan energi.

Soal 1

Air yang massanya 2 kg bersuhu 500C dicampur dengan air yang massanya 2 kg bersuhu 10

0C.

Hitunglah suhu akhir campuran itu setelah terjadi keseimbangan. Kalor jenis air = 4200 J / kg 0C

Soal 2

Sebuah kalorimeter yang kapasitas kalornya 0,01 k kal / 0 C, berisi 200 gram air dengan suhu

20 0 C. Jika kemudian kalorimeter dimasuki 1,4 kg timah putih dengan suhu 100

0 C, suhu

akhirnya menjadi 40 0 C. Berapakah kalor jenis timah putih tersebut.

KALOR DAN WUJUD ZAT

Zat dapat dikatakan mempunyai tiga tingkat wujud

Yaitu : a. wujud padat

b. wujud cair

c. wujud gas

1. MENGUAP

Adalah perubahan wujud zat dari wujud cair menjadi wujud gas pada titik didihnya.

Titik didih adalah suhu zat saat mendidih.

Contoh. Air menjadi uap air.

- Suatu zat pada waktu menguap memerlukan kalor.

Kalor yg dilepas = kalor yg diterima

Qdilepas = Q diterima

padat

gas

cair

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 4

Faktor – faktor yang mempercepat penguapan

a. memanaskan zat cair

b. memperluas permukaan zat cair

c. meniupkan uadara diatas permukaan zat cair

d. mengurangi tekanan uap pada permukaan zat cair.

Penguapan adalah peristiwa terlepasnya molekul- molekul zar cair dari permukaan zat cair tersebut

Beberapa peristiwa yang berhubungan dengan penguapan dalam kehidupan sehari – hari.

Contoh

a. garam diperoleh dengan cara menguapkan air laut

b. hujan terjadi karena penguapan air dan pengembunan uap air kembali.

c. Ruang didalam lemari pendingin menjadi dingin karena penguapan zat pendingin.

d. air dimurnikan dengan cara menguapkan

e.. bensin diperoleh dengan cara bertahap.

Mendidih

Adalah penguapan yang terjadi diseluruh bagian Zat cair.

Selama mendidih, suhu zat cair tetap. Kalor yang diterima pada zat cair yang mendidih digunakan

untuk mengubah wujudnya. Yaitu dari cair menjadi uap ( gas ).

2. MENGEMBUN

Adalah perubahan wujud zat dari wujud gas menjadi wujud cair pada titik embunnya.

Contoh

Embun pada pagi hari.

- Suatu zat pada waktu mengembun melepas kalor.

3. MELEBUR

Adalah perubahan wujud zat dari wujud padat menjadi wujud cair pada titik leburnya.

Contoh

Es menjadi air

- Suatu zat pada waktu melebur memerlukan kalor.

4. MEMBEKU

Adalah perubahan wujud zat dari wujud padat menjadi wujud padat pada titik bekunya.

Contoh

Air menjadi es.

- Suatu zat pada waktu membeku melepas kalor.

5. MENYUBLIM

Adalah perubahan wujud zat dari wujud padat ke wujud gas.

Contoh

Kapur barus menjadi uap

- Suatu zat pada waktu menyublim memerlukan kalor.

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 5

6. MENGKRISTAL

Adalah perubahan wujud zat dari wujud gas ke wujud padat.

Contoh

Pembentukan CO2 padat.

- Suatu zat pada waktu mengkristal melepas kalor.

KALOR LATIN

Adalah kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat.

a. KALOR UAP

Adalah kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat yang massanya satu – satuan massa

dari wujud caiar ke wujud gas pada titik didihnya.

Titik didih adalah suhu ketika suatu zat berubah dari wujud caiar ke wujud gas.

Besarnya kalor uap dapat ditentukan dengan rumus

KETERANGAN

U = Kalor uap

Q = Banyaknya kalor

m = massa benda

Dari rumus diatas dapat diturunkan rumus

SATUAN KALOR UAP

Satuan U = msatuan

satuanQ

..

= kg

joule

b. KALOR LEBUR

Adalah kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat yang massanya satu – satuan massa

dari wujud padat ke wujud cair pada titik leburnya.

Titik lebur adalah suhu ketika suatu zat berubah dari wujud padat ke wujud cair.

Besarnya kalor lebur dapat ditentukan dengan rumus

KETERANGAN

L = kalor lebur

Q = banyaknya kalor

m = massa benda

Dari rumus diatas dapat diturunkan rumus :

U = m

Q

Q = m U

L = m

Q

Q = m L

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 6

c. KALOR EMBUN

Adalah kalor yang dilepas untuk mengubah wujud zat yang massanya satu – satuan massa

dari wujud gas ( uap ) ke wujud cair pada titik embunnya.

Titik embun adalah suhu ketika suatu zat berubah dari wujud gas ke wujud cair

d. KALOR BEKU

Adalah kalor yang dilepas untuk mengubah wujud zat yang massanya satu – satuan massa

dari wujud cair ke wujud padat pada titik bekunya.

Titik beku adalah suhu ketika suatu zat berubah dari wujud cair ke wujud padat.

GRAFIK SUHU KALOR PADA PEMANASAN ES

F

Q5

Q4

100 D E

Q3

Q2

0 B C

Q1

- 20

A

KETERANGAN

a. Dari A ke B

- Es berwujud padat

- Kalor yang diterima digunakan untuk menaikkan suhu.

Besarnya kalor yang diterima dirumuskan

Besarnya kalor beku = Besarnya kalor embun

Q1 = m c ∆ t

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 7

b. Dari B ke C

- Es mulai mencair ( berubah wujud )

- Kalor yang diteima tidak digunakan untuk menaikkan suhu. Melainkan digunakan untuk

mengubah wujud dari padat ke cair.

Besarnya kalor yang diterima dirumuskan

c. Dari C ke D

- Seluruh es sudah mencair

- Kalor yang diterima digunakan untuk menaikkan suhu.

- Besarnya kalor yang diterima dirumuskan :

d. Dari D ke E

- Kalor yang diterima tidak digunakan untuk menaikkan suhu melainkan digunakan mengubah

wujud yaitu dari wujud cair ke wujud gas.

- Besarnya kalor dirumuskan :

e. Dari E ke F

- Kalor yang diterima digunakan untuk menaikkan suhu.

- Besarnya kalor yang diterima dirumuskan :

Soal 1

Hitung banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan 0,5 kg alkohol pada titik didihnya.

Sehingga seluruhnya menjadi uap alkohol. kalor penguapan alkohol 9 x 106 J/kg.

Soal 2

Hitung banyaknya kalor yang diperlukan untuk meleburkan 0,3 kg tembaga pada titik leburnya

Sehingga seluruhnya menjadi cair. Kalor lebur tembaga 0,2 x 103 J/kg.

Soal 3

Hitung jumlah kalor yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 kg es bersuhu – 100 C sampai

suhu 00 C. Kalor jenis es 0,5 kkal/kg C

0

Soal 4 Hitung kalor yang diperklukan untuk mengubah 2 kg es bersuhu –20

0 C agar seluruhnya menjadi air

bersuhu 200 C . Kalor jenis es = 0,5 kg kkal/kg.C

0

Kalor lebur es = 80 kkal , kalor jenis es= 1 kkal/kg0C

Q2 = m x L

Q3 = m c ∆ t

Q4 = m U

Q5 = m c ∆ t

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 8

PERPINDAHAN KALOR

Ada tiga cara perpindahan kalor

a. Konduksi ( hantaran )

b. Konveksi ( aliran )

c. Radiasi ( pancaran )

a. KONDUKSI

Perpindahan kalor dengan cara konduksi adalah proses perpindahan

kalor melalui suatu zat perantara, tanpa diikuti pindahnya bagian-

bagian zat

Contoh

Pada salah satu ujung besi dipanaskan akibatnya ujung besi yang lain

akan terasa panas.

KONDUKTOR

Adalah benda yang dapat menghantarkan kalor dengan baik .

Contoh

Besi, tembaga, aluminium, kauningan

ISOLATOR

Benda yang menghantarkan kalor dengan buruk.

Contoh

Wol, kayu, karet, ebonit, plastik, kaca

B. KONVEKSI

Perpindahan kalor dengan cara konveksi adalah perpindahan kalor melalui zat disertai perpindahan

partikel – partikel zat itu.

Konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis.

Massa jenis bagian zat yang dipanaskan lebih kecil dari pada massa jenis bagian zat yang tidak

dipanaskan.

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 9

Konveksi dapat terjadi pada zat cair dan gas.

Beberapa peristiwa yang terjadi akibat adanya konveksi.

a. Adanya angin laut Angin laut terjadi pada siang hari. Pada siang hari, daratan lebih cepat menjadi panas dari pada

lautan. Sehingga udara di daratan naik dan digantikan oleh udara dari lautan.

b. Adanya angin darat

Angin darat terjadi pada malam hari. Pada malam hari, daratan lebih cepat menjadi dingin dari

pada lautan. Dengan demikian, udara diatas lautan naik dan digantikan oleh udara dari daratan.

C. RADIASI ( Pancaran )

Kalor berpindah secara radiasi adalah proses perpindahan kalor tanpa zat perantara.

Kalor diradiasikan dalam bentuk gelombang elektromagnetik, gelombang radio, atau gelom-

bang cahaya.

Contoh

Radiasi panas dari api unggun atau matahari.

Apabila kita berdiam didekat api unggun, kita merasa hangat.

Termoskop merupakan alat yang digunakan untuk mengetahui atau menyelidiki adanya radiasi.

Permukaan yang hitam dan kusam merupakan penyerap atau pemancar radiasi kalor yang baik.

Permukaan yang putih dan mengkilap merupakan penyerap atau pemancar radiasi yang buruk.

MENCEGAH PERPINDAHAN KALOR

Energi kalor dapat dicegah untuk berpindah dengan mengisolasi ruang tersebut.

Contoh

Dinding termos dibuat rangkap dua dan ruang diantara kedua dinding dihampa udarakan sehingga

pengaliran panas karena konduksi dan konveksi tidak terjadi.

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 10